Столбова Н.Ф. Введение в оптическую минералогию

Подождите немного. Документ загружается.

Продолжение табл. 8

3. МИНЕРАЛЫ ОСАДОЧНЫХ ПОРОД

В осадочных породах около 30% составляют минералы магмати-

ческого и метаморфического происхождения.

В отличие от эндогенных минералов минералы осадочных пород

формируются в зоне гипергенеза, на поверхности Земли или в близпо-

верхностных условиях. Здесь велико влияние атмосферы, гидросферы,

биосферы и энергии солнца. Оно отражается во многих особенностях

минералов осадочных

пород (табл.9).

Кристаллизуются минералы осадочных пород обычно в виде мел-

ких зёрен и часто слагают тонкодисперсные агрегаты сложного состава.

В то же время, они легко перекристаллизовываются и укрупняются под

воздействием меняющихся физикохимических параметров окружающей

среды или мигрирующих флюидов.

Минералы содержат значительное количество воды, которая на-

ходится в виде группы (OH), n

• H

O, а также воды плёночной, поровой,

межзерновой. Их химическая формула часто предельно проста, т.к. яв-

ляется результатом длительной дифференциации вещества.

В то же время многие минеральные формы осадочных пород яв-

ляются продуктами сложнейших биохимических процессов в живых

и отмерших организмах. Это, прежде всего, минеральные остатки орга-

низмов, строящих карбонатные, силикатные

и фосфатные скелеты и ра-

ковины. Исходным материалом для них, и частично сохранившимся

в минералах, были органоминеральные соединения, содержащие не

только кальций, кремний и фосфор, но и сложные соединения водорода,

углерода и биохимических веществ. Как правило, углеводородные

и биохимические вещества в раковинах и скелетах способствуют их бы-

строму преобразованию – перекристаллизации, укрупнению

, очище-

нию, переходу в другие органические и минеральные формы.

Минералы в осадочных породах формируются часто совместно

с разлагающимся органическим веществом. Образующийся сложный

спектр органических веществ влияет на формирование минералов, осо-

бенно в условиях диагенеза, в специфических, обычно восстановитель-

ных, геохимических обстановках.

В таких условиях возникает сложное многообразие минеральных

видов, обычно

в виде мелкозернистых агрегатов. Оно сопровождается

примесью различных органических остатков, продуктов их разложения,

образующихся углеводородных твёрдых, жидких и газообразных про-

дуктов. Их присутствие в минералах изменяет и их многие свойства:

цвет, морфологию, удельный вес, показатель преломления и др.

Интенсивно разлагающееся органическое вещество в осадках мо-

жет быть вовлечено и в реакции полимеризации. В присутствии катали-

заторов оно может вступать и в органический, и металлоорганический

синтез, образуя керогены, самые химически устойчивые в природе ве-

щества.

Эволюция керогенов в меняющихся термобарических и физико–

химических условиях приводит к появлению газообразных, жидких

твёрдых углеводородных продуктов. Чёткие правильные структурные

связи в них заставляют рассматривать многие из них как минеральные

индивиды. Есть данные о кристаллизации парафинов в моноклинной

и ромбических сингониях, а также о перекристаллизации керогена типа II

в тухолит и урановые слюдки.

4. РЕКОМЕНДАЦИИ К ИЗУЧЕНИЮ МИНЕРАЛОВ

4.1. РЕКОМЕНДУЕМАЯ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ ИЗУЧЕНИЯ МИНЕРАЛОВ

Породообразующие минералы в петрографической практике оп-

ределяют по их морфологическим признакам и оптическим свойствам

(константам). Определение констант, описание свойств и диагностику

минералов проводят обычно в следующем порядке:

1. Отмечают наличие в шлифе прозрачных, полупрозрачных и непро-

зрачных минералов. Для проверки вводят линзу Лазо, так как некоторые

сильноокрашенные минералы могут казаться

непрозрачными. Однако

при введении линзы они будут просвечивать и особенно отчетливо

по краям зёрен.

2. Определяют количество окрашенных фемических минералов в шли-

фе, учитывая явление плеохроизма и псевдоабсорбции. После уточне-

ния записывают мафическое число, соответствующее процентному со-

держанию фемических минералов, например, М-35 – число, соответст-

вующее 35% содержанию тёмноцветных фемических минералов в

по-

роде.

3. Определяют количество бесцветных минералов. Для этого прикры-

вают диафрагму, ставят объектив ×20, и шлиф просматривают, изменяя

фокусировку. При этом между различными бесцветными минералами

возникает полоска Бекке – дисперсионный эффект В.Н. Лодочникова,

более четко выявляются их разницы, рельеф и шагреневая поверхность.

При этом необходимо улавливать особенности спайности, описывать

их

, обращать внимание на формы развития минералов и отмечать про-

дукты их изменения.

Таблица 9

Продолжение табл. 9

4. После установления количества минералов не только фемических,

но и салических, определения всех морфологических и оптических кон-

стант при одном поляризаторе для каждого из них, приступают к опре-

делению остальных констант для каждого минерала в скрещенных ни-

колях. Начинают обычно с преобладающего в шлифе.

5. Выбирают сечение с наивысшей интерференционной окраской

для

данного минерала. Желательно выбор сечения проверить коноскопиче-

ски: это должно быть сечение, параллельное оптической оси или плос-

кости оптических осей.

6. В выбранном сечении определяют силу двойного лучепреломления

– n

), устанавливают характер погасания и знак зоны (удлинения),

увязывают окраску минерала с осями оптической индикатрисы N

и N

составляют схему абсорбции, отмечают наличие двойников, особенно-

сти погасания минерала, описывают характер погасания.

7. Выбирают сечение с наинизшей интерференционной окраской для

данного минерала, учитывая его двупреломление. Если минерал окра-

шенный, то в этом сечении определяют окраску по оси N

8. Ставят объектив с большим увеличением (40× или 60×) и с использо-

ванием метода Лазо или метода Бертрана получают в этом сечении ко-

носкопическую фигуру. По ее характеру определяют осность минерала,

его оптический знак, а для двуосных минералов оценивают и величину

угла оптических осей.

9. После определения и записи оптических

констант одного минерала

обращаются к соответствующим таблицам или справочникам, чтобы

дать ему определенное название. Затем приступают к выявлению опти-

ческих свойств следующего минерала. Попутно обращают внимание на

взаимоотношения минералов: включения одного в другом, развитие од-

них минералов по другим и т.п.

Нередко в шлифе какой-либо минерал представлен несколькими

зернами

случайных сечений. В таком случае учитывают, что константы,

определенные в этих сечениях, не характерны для данного минерала.

Так, например, если при исследовании пироксена в шлифе не оказалось

сечения N

– N

(что проверено коноскопически), надо отметить, что

измеренные в имеющемся сечении N

′–N

′ и c : N

′ меньше истинных.

Для минералов с изометрическими или неправильными формами

развития и не обладающими спайностью некоторые константы (c : N

знак зоны) не определяют.

Рис. 7. Эталон для определения количества минерала (заштрихован) в породе

(Чернов, Лин, 1963)

Рис. 6. Относительное количество вкрапленников в разных типах порфировых структур

(Заварицкий, 1961)

10% 25% 50%

4.2. ВИЗУАЛЬНОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАЗМЕРА МИНЕРАЛЬНЫХ ЗЕРЕН

При общей петрографической характеристике пород размер со-

ставных частей можно определять приблизительно. Для этого нужно

знать лишь диаметр поля зрения микроскопа при разных сочетаниях

окуляров и объективов, которые подбирают так, чтобы измеряемое зер-

но полностью находилось в поле зрения.

Перемещением зерна добиваются соприкосновения его края

с вертикальной нитью окуляра (если

зерно меньше радиуса поля зрения)

или с краем поля зрения (если оно больше радиуса). Затем визуально

(«на глаз») определяют, какую часть радиуса (или диаметра) поля зре-

ния занимает данное зерно (его поперечник или длина). Например, если

при окуляре 8× и объективе 8× диаметр поля зрения равен 2,0 мм, а по-

перечник

зерна занимает половину радиуса поля зрения, то его размер

составляет 0,50 мм.

При определении размера зерен в равномернозернистых породах

достаточно подсчитать, сколько зерен размещается по диаметру поля

зрения. Например, на диаметре в 2,0 мм располагается 10 зерен; следо-

вательно, размер одного зерна равен приблизительно 0,2 мм.

Такой метод определения размера зерен очень удобен при иссле

довании крупнозернистых и порфировидных пород. Основным удобст-

вом метода является возможность измерения размера зерен без специ-

альных приспособлений, в ходе обычного петрографического описания.

4.3.

ВИЗУАЛЬНОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЛИЧЕСТВА МИНЕРАЛОВ.

Количественные соотношения минералов в породе нередко опре-

деляют визуально («на глаз»), а также делают подсчеты при описании

каждого шлифа. Они необходимы для правильного определения назва-

ния породы, выяснения закономерностей изменения состава, выбора ха-

рактерного шлифа, используемого при точных количественно–

минералогических подсчетах.

Прежде чем начать количественные подсчеты под микроскопом

рекомендуется, посмотрев

шлиф на свет (без микроскопа), оценить об-

щее содержание темноцветных минералов в породе и наличие в ней

вкрапленников. При изучении пород с порфировидными структурами

очень полезно по штуфу предварительно определить, какую часть со-

ставляют вкрапленники, так как нередко они не попадают в шлиф.

Визуальные количественные подсчеты под микроскопом произво-

дят

с обычным окуляром попутно с определением оптических свойств

минералов. Чтобы избежать повторных подсчетов в одном поле зрения,